桩侧土体的性质与分布、桩体长径比是影响桩基础荷载传递规律的主要因素。桩周土体强度高、塑性强，且受含冰量和温度的直接控制，是冻土区桩基础的独有特征。充分理解冻土区桩基础的荷载传递规律及影响因素，不仅有助于冻土区基础工程的设计施工，而且对桩基础变形防控有重要指导意义。利用界面库仑摩擦模型和可以反映土壤塑性的Drucker—Prager准则，模拟计算了不同条件下冻土桩基础的荷载传递过程和承载力变化。结果表明，冻土区桩基础的荷载～位移曲线分为线性段、加速段、破坏段；降低土体温度、减小桩径可以降低线性段的变形斜率，提高极限荷载；而增加桩长会增大极限荷载，但不会显著影响线性段的变形斜率。总体而言，侧摩阻力在线性变形段呈R形分布并由上向下逐步发挥，在极限荷载后呈现正梯形分布；温度越低，桩径越小，桩越长，则桩侧中下部侧摩阻的滞后效应就越显著；桩侧土体热力性质的差异及分布，扩大了侧摩阻力分布的异化特性；桩侧上部土体温度越低，越有利于冻土桩基础的承载性能。

在季节性冻土区，气候因素引起的土体季节性冻融对桩基础的水平承载影响显著，在地震等水平荷载作用下桩基础极易发生断桩等脆性破坏。为消除或减弱季节性冻融对桩基的影响，文中采用抗冻融且高阻尼的橡胶-砂胶结材料置换桩周表层土体，改善桩基的水平承载特性；结合美国阿拉斯加地区某实际工程桩，对季节性冻土区进行温度场模拟，建立桩-土相互作用有限元模型，对比分析置换前后桩基础的受力与变形，并对置换范围进行优化，得到最佳置换宽度和置换深度分别为1.0d、6.0d(d为桩基直径)。

针对不同黏粒含量的高温冻土，基于Eshelby夹杂理论分析了冰含量与等效变形模量之间的关系，在此基础上引入模量比对现有的Monismith累积塑性应变模型进行修正，得到了一种新的高温冻土累积塑性变形预测模型，并采用室内试验结果进行验证。结果显示：模型数据与试验数据具有较好的吻合度。新提出的修正Monismith累积塑性应变预测模型表征了冰含量与土体变形模量之间的关系，其可以较准确地模拟高温冻土整个动应变过程，并且能够反映组构变化所诱发的高温冻土累积变形特征的不同。

高温冻土的动弹性模量是对土层进行动力反应分析的相关参数之一，对高温冻土的动弹性模量影响因素进行研究，可以为深入研究高温多年冻土场地的动力特性提供基础的理论参考。应用室内动三轴试验，研究了频率(4、5、6 Hz)、动应力幅值（30、40、50 kPa）对高温冻结粉质黏土动弹性模量的影响规律：相同累积动应变下，频率越大，动弹性模量越大，且动弹性模量随着累积动应变的增加，逐渐增大；同一累积动应变下，幅值越低，动弹性模量越大；动应力幅值为50 kPa(-1.5℃)、频率较高时，高温冻土的动弹性模量随着累积动应变的发展先增大后减小；动应力幅值为30、40 kPa时，高温冻土的动弹性模量随着累积动应变的发展而增大。

为了分析冻土地基中输电线路基础发生冻拔破坏的科学问题，以锥管板条装配式基础为研究对象，采用室内模型试验测试及分析的研究方法，开展了不同环境温度下，冻土地基的冻结试验和基础的上拔加载试验，分析了地基温度场、位移场的分布特征以及基础抗拔承载力与温度之间的关系，揭示出上拔荷载作用下冻土地基的破坏模式。研究结果表明：冻结试验中，模型基础的冻拔位移均小于周围地基土体的冻胀位移，基础对地基土体的冻胀存在反约束作用，距离基础越近，约束作用越明显；不同冻结环境温度下基础的上拔加载试验中，抗拔极限承载力均随环境温度的降低近似呈线性增大，增加速率接近1.8 kN/℃;在冻结与上拔力双重作用下，地基土体首先出现局部张拉破坏，随着上拔荷载的不断增加，地基土体逐渐由局部张拉破坏过渡为整体剪切破坏。研究成果可为这种形式的基础在冻土地基中的应用提供理论依据和实践经验。

近几年，我国重大基础设施工程建设向寒冷地区转移趋势尽显。作为寒冷区域工程的基础承载体，冻土桩基在不同类别环境、运营条件下的力学特性得到了工程建设者的极大关注。因此，为了给冻土桩基施工提供一些参考，利用冻土低温循环三轴试验方法，研究了冻土桩基在往复循环荷载下的力学特性及变化规律。结果表明，作为特殊岩土材料，在低温循环荷载下，桩侧冻结应力呈现出先增加后减小趋势，在桩深10.0 cm位置出现较大值；而桩身应变、桩身轴力均随着荷载幅度的增加而增加，随着温度的下降而减少。

以预埋钢筋计测值间接获取桩体轴力与桩侧摩阻力是桩基监测中的常用手段。然而，钢筋应力计测值不仅包括施加于桩基的荷载产生的应力，还包括各种非荷载因素造成的附加应力。因而，简单地以钢筋和混凝土弹性模量比值来估算混凝土应力，其结果值得商榷，多年冻土区尤甚。根据钢筋混凝土桩的实际材料特性，按相容条件建立计算方程，考虑混凝土温度变形、冻胀变形、干湿胀缩变形、自生体积变形、徐变变形以及钢筋温度变形，得出考虑非荷载变形的多年冻土区桩基础混凝土、钢筋实际荷载应力，最终得到实际荷载引起的桩身轴力、桩侧摩阻力。结果表明：该计算方法具有其合理性及有效性，可避免传统方法因非荷载变形带来的轴力失真与无法合理解释的测试结果，对桩基承载性能分析具有实际意义。

为保障冻胀土地基条件下有轨电车运营期安全，需研究列车移动荷载作用下季节性冻土环境下有轨电车轨道的动力响应。依托张家口崇礼奥运赛区有轨电车项目，选取典型黑色黏土为代表性冻胀土体，重点测试了温度变化时该土体的水力特性及力学行为；将有轨电车轨道简化为无限长均质直梁，将地层考虑为Pasternak双参数地基，基于Euler-Bernoulli梁理论推导列车荷载作用下轨道动力响应的解析表达式，通过参数化分析研究土体冻融行为对轨道动力响应的影响规律。结果表明：季节性冻融行为会对有轨电车动力响应产生影响，且随着地基土温度的升高，土层动刚度系数会逐渐降低，轨道的动力响应趋于放大。

为研究冲击荷载作用下冻土区埋地管道动力响应,设计了土箱-管道缩尺试验模型,开展了冲击荷载作用下冻土区埋地管道动力响应的缩尺试验,研究了冻土区埋地管道在不同条件下受到冲击荷载作用时,管道的应变分布情况。结果表明:冻土区埋地管道在冲击荷载作用下,采用相同形状的落体时,管道应变的峰值随着初始高度的增高而增大;初始冲击高度一定时,正方体状落体较球体状落体使管道产生的应变更大,且管道上、下表面的应变呈反对称。实验方法和结论对冻土区埋地管道抗冲击的研究有参考意义。

为研究不同冻结温度及含水率对冻结粉土中锚杆抗拔性能的影响,根据冻土与混凝土接触面的力学特性和变形规律,采用双曲线模型描述锚杆-冻土接触面的剪切特性。基于荷载传递法,建立考虑温度和含水率影响的锚杆荷载传递方程,采用有限差分法进行求解,得到锚固段的剪应力、轴力及承载力计算式;通过ABAQUS数值模拟验证荷载传递方程的合理性,结合算例分析表明:冻土中锚杆抗拔承载力大于常温土,且温度越低承载力越高;在相同荷载作用下,冻土温度越低,轴力沿深度衰减越快,剪应力分布越不均匀;相同冻结温度下,锚杆承载力随含水率的增大呈先增大后减小的趋势;增加锚固体直径能有效地提高锚杆的极限承载力。